Fliegen statt Fahren: Warum Elektroautos nicht die beste Lösung sind

Tesla, Uber & Co. sind mit ihren elektrisch betriebenen, autonom fahrenden Pkws bzw. Shared Economy-Konzepten in aller Munde. Doch geben die Technologien und Konzepte dieser Unternehmen wirklich die richtigen Antworten auf die Probleme des Individualverkehrs im 21. Jahrhundert?

Am 20. Juni 2017 veröffentlichte das Wall Street Journal einen ausführlichen Artikel unter der Überschrift „The end of car ownership – Ride-sharing and self-driving will redefine our relationship with cars“ und am 28. Juli 2017 erreichte der Hype um Tesla mit der Aushändigung der ersten 30 Fahrzeuge des „Model 3“ einen neuen Höhepunkt. Tesla wurde 2004 gegründet und hat zwischenzeitlich mit 55 Milliarden Dollar eine höhere Marktkapitalisierung erreicht als die Ford Motor Company – ein über hundert Jahre altes Unternehmen mit einem Umsatz von rund 142 Milliarden Dollar (Stand: 2016). Ähnliches gilt für Uber, dessen Marktkapitalisierung auf über 70 Milliarden Dollar geschätzt wird.

Die Erwartungen an Tesla, Uber & Co. sind also gewaltig und speisen sich aus der Hoffnung, dass diese innovativen Unternehmen aus dem Silicon Valley das Potential haben, disruptive Veränderungen in der Automobilbranche mit ihren billionenschweren Umsätzen herbeizuführen – ähnlich wie das Apple vor 10 Jahren mit dem iPhone in der Mobilkommunikations- und Multimediabranche gelang.

Die Zukunft des Individualverkehrs

Nun ist das Konzept des Individualverkehrs auf Basis von Verbrennungsmotoren über 150 Jahre alt und die Erfolgsgeschichte des konventionellen Automobils mit inzwischen ca. 1,1 Milliarden Personenkraftwagen und ca. 380 Millionen Lastkraftwagen auf unserem Planeten hat augenscheinlich zu gravierenden Problemen geführt, wie z. B. Umweltbelastung, Gesundheitsgefährdung oder Verkehrsinfarkte, vor allem in den internationalen Millionenmetropolen. Gründe genug also, um darüber nachzudenken, wie der Individualverkehr in Zukunft gestaltet werden soll bzw. muss.

Elektrische Antriebe haben sich in den vergangenen Jahren zu derjenigen Technologie entwickelt, der allgemein das größte Zukunftspotenzial im Bereich des Individualverkehrs zugetraut wird. Wenn es gelingt, die Energie für die Fertigung und den Betrieb von Elektroautos ausschließlich aus regenerativen Energiequellen zu gewinnen und wenn darüber hinaus eine praktikable und anforderungsgerechte Infrastruktur zur Verteilung der Energie von der Energiequelle bis zum Endverbraucher aufgebaut werden kann, sind Elektroautos tatsächlich in der Lage, zumindest die Umweltbelastung und Gesundheitsgefährdung durch den Individualverkehr zu entschärfen. In diesem Satz stecken allerdings schon zwei „Wenn“, die nicht ganz einfach zu lösen sind.

Darüber hinaus liefern Elektroautos – mit Ausnahme der graduellen Optimierung von Verkehrsflüssen durch Autonomes Fahren – überhaupt keine Antwort auf das Problem des Verkehrsinfarktes, der maßgeblich durch den Individualverkehr und die begrenzte Verkehrsinfrastruktur bei wachsenden Bevölkerungszahlen verursacht wird. Bislang versuchen Politiker auf der ganzen Welt, das Problem des Verkehrsinfarktes in den Griff zu bekommen, indem sie z. B. Fahrverbote für Kraftfahrzeuge in den Innenstädten verhängen oder die Nutzung von Kraftfahrzeugen in den Innenstädten so unattraktiv wie möglich machen und stattdessen die Nutzung öffentlicher Verkehrsmitteln propagieren.

Der Erfolg dieser Maßnahmen hält sich jedoch stark in Grenzen: In Deutschland haben öffentliche Verkehrsmittel einen Marktanteil von weniger als zehn Prozent am Gesamtverkehr, obwohl das Leistungsangebot im Großen und Ganzen nicht schlecht ist und obwohl umweltschädliches Verhalten mittlerweile gesellschaftlich geächtet wird. Daneben gibt es in Deutschland nur ca. 55.000 Taxis und ca. 224.000 Mietwagen (Stand: 01/2017) – in Relation zu ca. 45,8 Millionen Personenkraftwagen.

Einen Überblick über die wesentlichen Eckdaten zur Mobilität in Deutschland extrahiert aus offiziellen Quellen (z. B. Kraftfahrbundesamt, Umweltbundesamt) findet man hier:

 

Da die Umstellung des Individualverkehrs von konventionellen Verbrennungsmotoren auf Elektroantriebe mit gravierenden Veränderungen einhergeht, für die wertvolle Ressourcen in erheblichem Umfang verbraucht werden, muss die Frage erlaubt sein, ob Elektroautos im 21. Jahrhundert noch die richtige Antwort auf die drängenden Probleme unserer Zeit sind oder ob wir mit diesem Konzept nicht zu kurz springen bzw. uns sogar in eine technologische bzw. konzeptionelle Sackgasse manövrieren.

Elektroautos – eine technologische Sackgasse?

In diesem Zusammenhang möchte ich zunächst einige Daten und Fakten betrachten. Die Vereinten Nationen prognostizieren, dass die Bevölkerungszahl auf der Erde von 7,6 Milliarden Menschen in 2015 auf 9,8 Milliarden Menschen in 2050 anwachsen wird – das ist ein Wachstum von beachtlichen 30 Prozent innerhalb von 35 Jahren (UN Total Population Report). Die Vereinten Nationen gehen ferner davon aus, dass 1,3 Milliarden Menschen in 2050 in „höher entwickelten Regionen“ leben werden und 8,5 Milliarden Menschen in „weniger entwickelten Regionen“. Einen interessanten Überblick über die aktuelle Bevölkerungszahl auf unserer Erde auf Basis der UN-Daten mit einer Vielzahl von Analysemöglichkeiten pro Land (z. B. Geburtenrate, Durchschnittsalter, Prozentsatz der Bevölkerung, die in Städten lebt) bietet die Internetseite Worldometers. com.

Im Hinblick auf die Entwicklung des Individualverkehrs hat das World Economic Forum (WEF) in 2016 eine Prognose auf Basis von Daten von Bernstein Research veröffentlicht, nach der sich die Anzahl der Kraftfahrzeuge zwischen 2015 und 2040 verdoppelt wird. Interpoliert man die WEF-Prognose auf das Jahr 2050, dann wird die Zahl der Personenkraftwagen von 1,1 Milliarden in 2015 auf 2,35 Milliarden in 2050 steigen und die Zahl der Lastkraftwagen von 380 Millionen in 2015 auf 950 Millionen in 2050. D. h. in 2050 werden 9,8 Milliarden Menschen ca. 3,3 Milliarden Kraftfahrzeuge auf unserem Planeten bewegen – das ist eine Abdeckung von ca. 33,7 Prozent und ein Wachstum der Anzahl an Kraftfahrzeugen um beachtliche 123 Prozent innerhalb von 35 Jahren.

Deutschland ist nicht nur berühmt für seine Automobilindustrie, sondern auch für den Umfang und die Zuverlässigkeit seiner Statistiken. Die folgende Tabelle ist ein Auszug aus einer Statistik des Kraftfahrtbundesamtes. Sie dokumentiert, dass sich die Anzahl der Kraftfahrzeuge in Deutschland in den vergangenen 57 Jahren um rund 600 Prozent erhöht hat – von ca. 8,0 Millionen in 1960 auf ca. 55,6 Millionen in 2017. Ungefähr 90 Prozent dieser Kraftfahrzeuge sind heutzutage Personenkraftwagen bzw. Motorräder (in 1960 war dieser Anteil mit ca. 80 Prozent etwas geringer). Mit wachsendem Wohlstand wuchs also in den vergangenen Jahrzehnten der Bedarf der Deutschen nach individuellen Mobilitätslösungen dramatisch.

 

Was kann man aus dieser Entwicklung lernen? Nach einem Bonmot, das wahlweise Mark Twain or Winston Churchill zugeschrieben wird, sind Prognosen schwierig, besonders, wenn sie die Zukunft betreffen. Ungeachtet dessen möchte ich an dieser Stelle aus den vorgenannten Daten und Fakten die Prognose ableiten, dass das Wachstum von Bevölkerung und Wohlstand in den Ländern der Dritten Welt zu einer ähnlichen Entwicklung im Hinblick auf den Individualverkehr in diesen Ländern führen wird, wie das in Deutschland oder anderen Industriestaaten in den vergangenen Jahrzehnten der Fall war.

Für die „Generation Y“ und die „Millenials“ mögen Smartphones im Teenageralter noch die wichtigsten Statussymbole sein, spätestens mit dem Eintritt in das Erwachsenenalter werden auch diese Generationen den Besitz eines eigenen Autos anstreben und diesen Wunsch verwirklichen, sobald sie es sich leisten können. Als Vater von drei „Millenials“ teile ich ferner die optimistischen Einschätzungen nicht, dass die heranwachsenden Generationen auf unserem Planeten über ein deutlich ausgeprägteres Umweltbewusstsein verfügen werden, als ihre Eltern und Großeltern.

Der „DAT-Report 2017“ (siehe: https://www.dat.de/aktuell/news/dat-report-2017-981.html) enthält bemerkenswerte Einsichten in die emotionalen Aspekte der Mobilität: „Für 57 % der Neuwagen- und 39 % der Gebrauchtwagenkäufer in Deutschland macht der Autokauf Spaß und stellt ein Erlebnis dar. Lediglich für 8 % ist der Neuwagenkauf in Deutschland ein notwendiges Übel, stressig und mit Anstrengungen verbunden, während Gebrauchtwagenkäufer das zu 21 % so sehen. Über 90 % aller Autokäufer in Deutschland sehen sich ohne Automobil deutlich in ihrer Mobilität eingeschränkt, das gilt auch für diejenigen, die in Großstädten mit über 500.000 Einwohnern leben.“

Obwohl umweltfreundliches Verhalten durch Kampagnen seitens der Umweltverbände und politischen Parteien mit breiter Unterstützung durch die Medien massiv beworben wird, sind die Marktanteile von CarSharing- und Mietwagenfirmen nach wie vor sehr gering: In Deutschland haben CarSharing-Firmen, wie Flinkster, Drive Now oder Car2Go, einen Marktanteil von weniger als ein Prozent (Umweltbundesamt-Artikel vom 06.07.2017); der weltweite Marktanteil von Mietwagenfirmen wie Avis, Budget oder Sixt liegt bei gerade mal drei bis vier Prozent des Umsatzes der globalen Automobilindustrie (Tagesschau-Bericht vom 18.08.2016).

All dies führt unweigerlich zu der Schlussfolgerung, dass Elektroautos, Autonomes Fahren und Shared Economy-Konzepte nicht die richtigen Antworten auf die drängenden Probleme des Individualverkehrs im 21. Jahrhundert sind. Sie lösen nur einen Teil der drängenden Probleme, haben nicht die notwendige Akzeptanz in weiten Teilen der Bevölkerung (Shared Economy), ihre Entwicklung verbraucht wertvolle Ressourcen und führt uns letztlich in eine Sackgasse. Was aber könnte die bessere Antwort sein?

eVTOL-Jets als Alternative?

Es gibt mittlerweile eine Reihe von Unternehmen, die die Entwicklung von „Vertical take-off and landing (VTOL)-Flugzeugen mit Elektroantrieben vorantreiben. Beispiele sind Lilium, E-VOLO mit dem Volocopter oder Airbus mit dem Vahana. Lilium verspricht bereits heute für seinen elektrogetriebenen VTOL-Jet eine Reichweite von 300 Kilometern mit einer Reisegeschwindigkeit von 300 km/h. Mit zunehmender Verbesserung der Effizienz von Elektroantrieben werden zukünftig größere Reichweiten möglich sein.

Wie dieses Konzept in der Praxis funktioniert, kann man sich in folgendem Video anschauen, das der britischen Guardian am 21.04.2017 im Rahmen eines Artikels unter der Überschrift „Electric flying cars that takes off vertically could be the future of transport“: https://www.theguardian.com/business/2017/apr/21/electric-flying-car-lilium-google-uber-vtol-jet-taxi.

VTOL-Jets mit Elektroantrieben (eVTOL), Autonomer Steuerung und der Möglichkeit zum Tausch der Stromspeicher haben eine Reihe von überzeugenden Vorteilen:

1. eVTOL-Jets bieten ihren Nutzern ein spektakuläres Fahr- bzw. Flugerlebnis mit einem Panoramablick von oben auf das überflogene Gelände
2. eVTOL-Jets sind nicht an die konventionelle Verkehrsinfrastruktur (Straßen, Brücken, Autobahnen, Tankstellen) gebunden und können Hindernisse einfach „umfliegen“
3. eVTOL-Jets ermöglichen sehr kurze Reisezeiten durch Nutzung der direkten Verbindung zwischen zwei Orten sowie hohe Reisegeschwindigkeiten
4. eVTOL-Jets können fast überall starten und landen, z. B. auf Hochhäusern, Wiesen, Bergen oder Inseln
5. eVTOL-Jets decken mit einer Reichweite von 300 Kilometern regionale Mobilitätsanforderungen ab
6. eVTOL-Jets sind 100% emissionsfrei und haben einen niedrigen Geräuschpegel
7. eVTOL-Jets haben durch ihr einfaches Design niedrige Herstellungs- und Betriebskosten – man benötigt weder aufwändige Fahrwerke (wie bei Elektroautos), noch aufwändige Getriebe
8. eVTOL-Jets mit austauschbaren Stromspeichern machen den Aufbau einer aufwändigen Infrastruktur zur Verteilung der Energie von der Energiequelle zum Endverbraucher überflüssig
9. eVTOL-Jets tragen dazu bei, die Kosten für die Instandhaltung der konventionellen Verkehrsinfrastruktur drastisch zu senken
10. eVTOL-Jets eröffnen ganz neue Möglichkeiten zur Gestaltung der Work-Life-Balance, da Arbeitnehmer nicht mehr in der Nähe ihres Arbeitsplatzes wohnen müssen

Lilium hat auf seiner Homepage folgendes, sehr eindrucksvolles Schaubild hinterlegt, um die Vorteile von eVTOL-Jets im Vergleich zu konventionellen Taxis anhand eines praktischen Beispiels (Transport eines Passagiers von Manhattan zum JFK Airport) zu illustrieren:

 

Ich bin mir voll und ganz bewusst, dass eVTOL-Jets im Vergleich zu Elektroautos deutlich leistungsfähigere Elektroantriebe benötigen, um den Jet samt Passagier in die Luft zu bringen und dort zu halten bzw. zu bewegen. Der folgende Artikel von CNN.com vom 21.11.2017 unter der Überschrift „Future of Aviation: 7 electric aircraft you could be flying in soon“ gibt einen Überblick über laufende Ansätze diverser Unternehmen zur „Elektrifizierung“ der Luftfahrt: http://edition.cnn.com/travel/article/electric-aircraft/index.html. In der Vergangenheit hat sich die Effizienz von Stromspeichern alle 20 Jahre verdoppelt. Es ist jedoch zu erwarten, dass sich die Entwicklungsgeschwindigkeit deutlich erhöhen wird, da in den vergangenen Jahren massiv in Forschung und Entwicklung investiert wurde, um das Thema „Elektromobilität“ voranzutreiben.

Ein potenzieller „Showstopper“ ist die Tatsache, dass man zum Steuern eines Flugzeugs zweifellos umfassendere Kenntnisse und Fähigkeiten benötigt, als zum Steuern eines Autos. Diese Herausforderung lässt sich jedoch durch die Nutzung von Autonomen Steuerungssystemen lösen. Im Gegensatz zu Elektroautos müssen die Autonomen Steuerungssysteme von eVTOL-Jets das Flugobjekt nicht punktgenau auf einer Straße halten, sondern im dreidimensionalen Raum vor allem Kollisionen mit anderen Flugobjekten, Gebäuden oder Hindernissen vermeiden. Wenn Autonomes Fahren auf der Straße möglich ist, wird es auch im dreidimensionalen Raum realisiert werden können. Dabei wird man vermutlich sogar auf bereits existierende Technologien z. B. aus der Verkehrsluftfahrt zurückgreifen können.

Ein atemberaubendes und überaus inspirierendes Mashable-Video, das am 13. Juni 2017 auf YouTube veröffentlicht wurde, zeigt Drohnen mit dem Namen „SWARMS“, die sich mit Hilfe von Infrarotkameras im Raum autonom aufeinander abstimmen können (siehe: https://youtu.be/cF6QHTQqL7g). Das Team von Ingenieuren der University of Pennsylvania entwickelt diese Technologie bestehend aus autonomen Drohnen mit Onboard-Sensoren weiter, um die Drohnen für arbeitsintensive Aufgaben wie Inspektionen oder Such- und Rettungseinsätze einsetzen zu können. Die Technologie könnte auch eine Lösung für die Herausforderung bieten, eine große Anzahl von eVTOLs in einer kniffligen Umgebung mit beengten Platzverhältnissen fliegen zu lassen, z. B. in Städten mit Wolkenkratzern oder in Wäldern mit Bäumen.

Der höhere Platzbedarf von eVTOL-Jets im Vergleich zu Elektroautos ist zweifellos ein weiteres beachtenswertes Argument, das auf den ersten Blick gegen eVTOL-Jets spricht. Dieses Problem kann jedoch z. B. durch zusammenklappbare bzw. einfahrbare Flügel deutlich entschärft werden. Darüber hinaus wird es eine Vielzahl von kreativen Lösungen geben, um das Parken von eVTOL-Jets in großen Städten bzw. deren Umkreis anforderungsgerecht zu organisieren. Wenn ein eVTOL-Jet mit einem Autonomen Steuerungssystem ausgestattet ist, könnte er z. B. seinen Nutzer zum Arbeitsplatz transportieren und anschließend alleine zu einem Parkplatz in der Nähe des Arbeitsplatzes fliegen.

Fazit: Vordenken statt Hinterherlaufen

In Anbetracht der erheblichen Investitionen und gravierenden Veränderungen der Infrastruktur für Energie und Verkehr, die eine Umstellung des Individualverkehrs weg von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotoren zwangsläufig erfordert, muss der nächste Schritt gut durchdacht sein – zumal man mit Rücksicht auf Nutzer und Investoren bei solchen grundlegenden Themen nicht alle 20 Jahre die Richtung wechseln kann.

Elektroautos sind derzeit zwar – gepusht durch US-amerikanische Unternehmen aus dem Silicon Valley – en vogue, Elektroautos sind aber nicht in der Lage, das Problem des Verkehrsinfarktes überzeugend zu lösen. „Vertical take-off and landing (VTOL)-Jets mit Elektroantrieben, Autonomer Steuerung und der Möglichkeit zum Tausch der Stromspeicher sind den Elektroautos konzeptionell deutlich überlegen und es gibt eine Reihe überzeugender Argumente, die für eVTOLs sprechen (nicht zuletzt die – im Vergleich zu Elektroauto – überwältigende „User Experience“).

Gegen eVTOLs spricht hauptsächlich, dass es sich um einen Paradigmenwechsel handelt, bei dem wir das Denken in unseren gewohnten Bahnen verlassen müssen. Ein von mir sehr geschätztes chinesisches Sprichwort besagt: „Wenn der Wind des Wandels weht, bauen die einen Mauern und die anderen Windmühlen“. Die Deutsche Industrie verfügt über alle notwendigen Kompetenzen, um das eVTOL-Konzept zügig zur Serienreife zu bringen – sowohl bei großen Unternehmen, wie Siemens oder Airbus, wie auch bei kleinen Startups, wie Lilium oder E-VOLO.

Durch die zielgerichtete und koordinierte Nutzung dieser Kompetenzen könnte sich die deutsche Industrie eine Vorreiterrolle in einem billionenschweren Zukunftsmarkt sichern – so wie sie das vor mehr als 150 Jahren mit der Entwicklung von Kraftfahrzeugen mit Verbrennungsmotor schon einmal getan hat. Dieser Weg ist allemal besser, als den beschränkten Konzepten von Tesla, Uber & Co. hinterherzulaufen.

Hinweis: Eine ältere Version dieses Artikels wurde am 04.08.2017 auf CIO.de veröffentlicht unter: https://www.cio.de/a/elektroautos-sind-nicht-die-beste-loesung,3560723.